铁路电力变配电所继保改造工程研究

中国铁路上海局集团有限公司南京铁路枢纽工程建设指挥部 吴 凡

近年来，我国铁路施工事业迅速发展，与之相关的既有变电站等设备的继电、维护等项目改造工作也在逐渐增加。就改建项目而言，其内容包括两部分：一是自动化技术；二是对微型计算机的保护。但从实际的改装状况来看，改装过程中会伴随较大风险；因此，无论是测试工作，还是维护工作，都难以在规定的时限之内进行，这使得改造工程的安全性及时效性问题变得尤为突出。为此，本文以某铁路电力变配电所为例，对如何将铁路电力变配站的继保改造工作进行了深入的剖析和探讨，从而能够更好地保证整体的改造工作的品质。

1 铁路电力变配电所继保改造工程的管理

铁路电力变配所继保改造工程中，应用项目过程管理编制出一份关于管理作业的指令，以保证能够合理改善实际管理工作中存在的问题，并且进一步提高工作效率。此外，在科学编制管理作业指导书的过程中，可灵活实现对工程涉及的工序、人力资源和作业时间的系统性管控。结合已经编写完成的指导书可划分为八类，且此八个部分之间互相关联，于整体工程建设当中起到承前启后的作用[1]。

1.1 制备计划

制备计划的第一步需要先交给设计部对图纸做认真会审，且结合图纸要求保证其必须紧密联系工程设计图纸及具体项目与时下变配电所的实际情况，后经比较之后制备出临时性的能够供电过渡、施工计划方案和既定的施工安全保护措施等。

1.2 施工过渡

建设临时电源时需要根据特定的过渡方案来实现，目的为能够保证电力供应的稳定性、安全性。此外，停电时也要根据既定的计划完成所需设备的供电和有效防护。另外，需要在施工之前先对项目进行一次必要性的初步考察，比如项目建设环节当中的土建条件能否达到相应的规定和要求等。

1.3 施工前期准备工作

开始承包改建项目前基本已经完成了相关准备工作。第一步需要先清理干净部分零件，确保所有的仪器设备及工具都完好。第二步需要做好相应的吊装方式、运输通道和一些暂置点的准备工作，确保其符合相应的规范要求。再者需要开箱检测高压柜、防护屏、调压器等，确保其达到相应的要求。第三步需要对各类设备及置换CT的类型以及技术参数进行检查。最后一步需要做好施工现场的巡视和清扫工作。

1.4 安装设备

建设过程中需要将工程划分为许多平行环节，目的为能有效减少工期建设。施工过程内容主要以更换综合设备、微机保护设备和调压器为主，此外还包括二次电缆与高压电缆的二次接线等工作。

1.5 通电调试

上电调试前需要先行做好一次与二次电缆的连接检查工作，保证其连接的安全性，同时为了能够避免引起直流接地问题，同样需要对次级线圈的绝缘进行试验。基于此，要先规范相应的调试步骤，具体调试步骤如下。

步骤一，将AC/DC屏幕上的电源连接起来，接着是对电池和换向器的检测；步骤二，关闭开关，为该控制环路提供电源，并分别检测该开关的状态，判断该开关的状态是否正常；步骤三，在开机后，对通讯设备及微型计算机的保护设备进行测试，并检查通信条件及各项保护设备的各项指标；步骤四，通过开/关试验，对SOE和开关动作信号在本地电脑上的响应情况进行测试，以判断是否响应；步骤五，在后台一次电路板上，确定主变电所对应的档位、断路器和切断开关的开闭等在后台一次电路板上的定位，并调整和试验调速器的挡位；步骤六，如果在上电和调试期间发生了不正常的信号，则要立即关掉供电，必须快速找到问题根源，后再进行纠正。

1.6 交接试验

结束设备的安装工作之后，需要聘请专业的试检单位，例行对所有设备的试验检测。确保所有测试项目达到既定的铁路标准，包括各类装备的精度测试和继保测试等，测试前应最大限度地降低设备中潜在的安全风险。

1.7 试运行

为能够保证顺利供电，后续主辅线路都不存在问题，需要在供电前由值班人员和调试人员对电路例行一次较为全面的检测，在明确设备状态正常以后方可供电。但送电结束一段时间内，需要盯牢施工设施现场技术人员的实际运行状况，防止运营的初始阶段诱发一些不必要的危险事故。

1.8 工程施工尾段

若电力输送情况正常，则证明此项目已经完工，此时需要及时清理施工场地及一些老旧设备，同时要完成与值班人员的工作交接，然后把工程图送还至设计机构，且进行备份。待完成所有工作之后，方可撤离。

2 铁路电力变配电所重点调试项目

第一步检查接线及外观，然后再检查防护设备版本号及时钟校准等，之后依据订货要求输入设定好的数值；第二步试验全厂开关后进行调试，并对回路进行了监控。检查全部的CT和PT，特别是低压侧和主变高电压差电流环，要特别注意主变频器的差动，后备保护和无功功率是主变频器的重要组成部分。其中，对备自投充电逻辑等要逐项试验。对于线路保护试验内容有过流、过负荷、速断、重合闸等。完成对过电压、不对成电压、过电流的校准，也属于一种电容保护器的测试；第三步在给设备通电的情况下，确保测量设备、多功能表和电能表的正常数值，同时还要做好记录；第四步，全方位排查各个遥信点，比如PT断开与否、控制回路断开与否以及人工操纵处于什么样的状态等。

3 应对变配电所继保改造工程中问题的有效防护策略

3.1 铁路电力变配电所继保改造工程中存在的问题

在变配电所继保改造工程实施时，针对综合自动化设备的特性，要做好合闸脉冲时间的严格控制，目的为保证设备发出来的合闸脉冲能够灵活控制断路器的开与合。若合闸脉冲真实时刻不足，则有可能会造成开关“拒开”或“拒合”，如果闭合脉冲持续的时间较长，极有可能会使系统做出错误决定，届时还会对断路器造成一定程度的影响。所以，必须依据断路器的分合时间最终来确定合开闸脉冲的时长。比如，变压配电所继保的设计因其与合闸回路闭锁点的连接处时间较长，但继保设备发出来的合闸脉冲又较小，这样即便安装了贯穿柜自启动压盘，后续同样没有办法做到自启动。

3.2 防护策略

施工之前对设计图纸进行会审。在着手实施变配电所继保改造项目施工前，首要步骤是将设计图纸递交给上级审批机构，包括施工单位、监督机构及项目承建者等多方参与审议，对图纸的创新性和实际可行性进行深度评估，通过专业团队亲临现场进行实地考察。考察过程中，对场地进行精准测量，预测可能遇到的挑战，并从空间布局、设备安装高度等多个维度进行全面审视，确保图纸设计与施工需求精确对接。在确保工程效能的同时，致力于优化设计，使其在实际操作中展现出更强的实用价值。如果在设计与施工过程中出现不匹配或冲突的现象，资深工程师应避免盲目建议设计师修改图纸或施工方调整策略。此时，应立即向上级相关部门汇报问题，采取科学决策机制寻求解决方案，以确保整个变配电所继保改造项目的推进既高效又高质量。

加强相互协调。在整体变配电所继保改造项目中，施工单位的高效运作对工程的顺利进行和高质量完成至关重要。施工单位应积极履行职责，对施工团队、作业环境、设备运行以及进度质量控制实施严谨的管理和监督。而改造工程师则需综合考虑多方面，对工程蓝图要有深入的理解，能够迅速洞察图纸设计可能对现场操作产生的影响。在施工关键阶段，应确保施工单位严格按照设计图纸执行，不允许未经批准的改动，确保每一项工作都精确遵循设计细节。在具体的施工环节，施工工程师必须严格监督施工人员的操作流程和工艺标准，坚决排除违章和粗心的行为，同时兼顾施工安全，以提升施工品质。施工人员的职责包括：协助解决施工中出现的问题，以保持进度和质量；维护施工单位的权益；强化对外包方的监管，严格把控施工工艺、材料质量和技术运用，确保整个项目的工程质量得以保障。

变配电所二次回路改造实施时，易发生短路、接地、虚接等问题，会在不同程度对继保设备运行产生影响，易烧损二次设备，同时还会对其向上相关一次设备产生冲击，严重时将导致一次设备受损。所以，要想避开这些问题，又要想最大限度地减少这些干扰，就必须采取行之有效的对策。以下是具体的保护措施。

电压互感器的连通。在二次回路中，多接入一套带电的变流器，而且所接入的变流器只能与接地网络相连。由于配电所的接地网络是一种特殊的非等电位面，所以当两个接地地点出现时，会出现电位差异。而如果电气连接有两个接触点，则可利用两个接触点所形成的电势差异，起到保护回路的作用。

敷设电缆。在铺设线缆时须着重考虑铺设的方法，尤其是次级控制线缆的布置，必须满足相关的设计需求，而所铺设的高压电缆必须保证彼此垂直，若达不到此条件，则必须将二者的间距尽可能地扩大。同时，在建设电缆沟且在其分层施工时，要根据施工的计划和轨道施工的相关的标准和规范要求，共用的回程引线不能用于低电平电位回路和信号回路。对于从控制室到高压柜的这个回路，不能使用开关柜设备的其中一个组件将回路的电线连接到另外一个组件上，而必须使用一条控制电线或一条电缆进行电源，如此才能有效地防止由于环路所形成的磁链而引起的电磁感应。

做好二次回路的防雷击工作。除上述保护措施外，对次级线路的保护也应做好。通过对薄弱设备的特性进行分析，得出薄弱设备不具有较强的防振功能，因此当出现雷击时，极易造成雷电波的破坏；如此一来，不仅会对设备造成破坏，且又会对连接设备的电力系统造成一定程度的影响。基于此，为了能进一步提升系统防护性能，可以将功率冲击保护器装在设备上，以尽可能地减小损害；与此同时，控制室的联络网线及信号线上加装相应的信号防雷保护器，以确保系统设备可以正常工作[2]。

定值管理。为确保变电所正常工作，要先行准确设定继电保护定值，此为数个小队间的合作。设定保护数值时部分误差不明显，如遇某一条线路或是一个设备显现出故障，此时造成的误差较大；在较为恶劣的条件下，还有可能造成保护不能动作或错误动作，从而对设备造成损害。在确定数值的录入过程中，应有专业的人进行录入，对录入过程中应当有专业的人进行核对；在检查完毕后，把输入的资料列印，并签名归档。关于定数值，一般由专业人员进行计算得出；当出现不合理的现象时，应立即进行修正，再决定其定值，以确保设备可以常规运转。

交直流屏监控。虽然我国现行的交流和直流监视系统还没有发展得很完善，但其实施方法却比较多，比如运用PLC和后台通信，或者是将独立屏幕改成一组监控设备等，目的为可以上载数据。电池包合整流器的各项参数均可运用多重方式准确反映出来，且其中有一项功能较为特殊，就是监测直流电流，于监测环节要选取适当的参数且要准确设置好，以便于在故障发生的时候及时发出警报。

近年来，随着我国铁道行业整体技术水平的不断提高，业内对应的保护设备及技术等不断朝着智能化、微型化方向发展，如此于变配电所继保改造过程当中对于继保设备的可靠性、施工质量等要求持续提升。故而在后期的改建工程施工过程中，要不断地摸索和总结。在相关的设施的安装调试中，必须严格遵守相关的方案和标准规范，从而推动我国铁路更好、更健康地发展与运营。